#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/************************************************************************/
/*                                                                      */
/************************************************************************/
#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0

#define MAXSIZE 9 /* 存储空间初始分配量 */
#define MAXEDGE 15
#define MAXVEX 9
#define INFINITY 65535

typedef int Status;    /* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码,如OK等 */
typedef int Boolean; /* Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE */

typedef char VertexType; /* 顶点类型应由用户定义 */   
typedef int EdgeType; /* 边上的权值类型应由用户定义 */

/* 邻接矩阵结构 */
typedef struct
{
    VertexType vexs[MAXVEX]; /* 顶点表 */
    EdgeType arc[MAXVEX][MAXVEX];/* 邻接矩阵,可看作边表 */
    int numVertexes, numEdges; /* 图中当前的顶点数和边数 */ 
}MGraph;

/* 邻接表结构****************** */
typedef struct EdgeNode /* 边表结点 */ 
{
    int adjvex;     /* 邻接点域,存储该顶点对应的下标 */
    int weight;     /* 用于存储权值,对于非网图可以不需要 */
    struct EdgeNode *next; /* 链域,指向下一个邻接点 */ 
}EdgeNode;

typedef struct VertexNode /* 顶点表结点 */ 
{
    int in;    /* 顶点入度 */
    char data; /* 顶点域,存储顶点信息 */
    EdgeNode *firstedge;/* 边表头指针 */   
}VertexNode, AdjList[MAXVEX];

typedef struct
{
    AdjList adjList; 
    int numVertexes,numEdges; /* 图中当前顶点数和边数 */
}graphAdjList,*GraphAdjList;
/* **************************** */

/* 用到的队列结构与函数********************************** */
/* 循环队列的顺序存储结构 */
typedef struct
{
    int data[MAXSIZE];
    int front;      /* 头指针 */
    int rear;       /* 尾指针,若队列不空,指向队列尾元素的下一个位置 */
}Queue;

/* 初始化一个空队列Q */
Status InitQueue(Queue *Q)
{
    Q->front=0;
    Q->rear=0;
    return  OK;
}

/* 若队列Q为空队列,则返回TRUE,否则返回FALSE */
Status QueueEmpty(Queue Q)
{ 
    if(Q.front==Q.rear) /* 队列空的标志 */
        return TRUE;
    else
        return FALSE;
}

/* 若队列未满,则插入元素e为Q新的队尾元素 */
Status EnQueue(Queue *Q,int e)
{
    if ((Q->rear+1)%MAXSIZE == Q->front)    /* 队列满的判断 */
        return ERROR;
    Q->data[Q->rear]=e;         /* 将元素e赋值给队尾 */
    Q->rear=(Q->rear+1)%MAXSIZE;/* rear指针向后移一位置, */
                                /* 若到最后则转到数组头部 */
    return  OK;
}

/* 若队列不空,则删除Q中队头元素,用e返回其值 */
Status DeQueue(Queue *Q,int *e)
{
    if (Q->front == Q->rear)            /* 队列空的判断 */
        return ERROR;
    *e=Q->data[Q->front];                /* 将队头元素赋值给e */
    Q->front=(Q->front+1)%MAXSIZE;  /* front指针向后移一位置, */
                                    /* 若到最后则转到数组头部 */
    return  OK;
}
/* ****************************************************** */



void CreateMGraph(MGraph *G)
{
    int i, j;

    G->numEdges=15;
    G->numVertexes=9;

    /* 读入顶点信息,建立顶点表 */ 
    G->vexs[0]='A';
    G->vexs[1]='B';
    G->vexs[2]='C';
    G->vexs[3]='D';
    G->vexs[4]='E';
    G->vexs[5]='F';
    G->vexs[6]='G';
    G->vexs[7]='H';
    G->vexs[8]='I';


    for (i = 0; i < G->numVertexes; i++)/* 初始化图 */
    {
        for ( j = 0; j < G->numVertexes; j++)
        {
            G->arc[i][j]=0;
        }
    }

    G->arc[0][1]=1;
    G->arc[0][5]=1;

    G->arc[1][2]=1; 
    G->arc[1][8]=1; 
    G->arc[1][6]=1; 
    
    G->arc[2][3]=1; 
    G->arc[2][8]=1; 
    
    G->arc[3][4]=1;
    G->arc[3][7]=1;
    G->arc[3][6]=1;
    G->arc[3][8]=1;

    G->arc[4][5]=1;
    G->arc[4][7]=1;

    G->arc[5][6]=1; 
    
    G->arc[6][7]=1; 

    
    for(i = 0; i < G->numVertexes; i++)
    {
        for(j = i; j < G->numVertexes; j++)
        {
            G->arc[j][i] =G->arc[i][j];
        }
    }

}
 
/* 利用邻接矩阵构建邻接表 */
void CreateALGraph(MGraph G,GraphAdjList *GL)
{
    int i,j;
    EdgeNode *e;

    *GL = (GraphAdjList)malloc(sizeof(graphAdjList));

    (*GL)->numVertexes=G.numVertexes;
    (*GL)->numEdges=G.numEdges;
    for(i= 0;i <G.numVertexes;i++) /* 读入顶点信息,建立顶点表 */   
    {
        (*GL)->adjList[i].in=0;
        (*GL)->adjList[i].data=G.vexs[i];
        (*GL)->adjList[i].firstedge=NULL;     /* 将边表置为空表 */
    }
    
    for(i=0;i<G.numVertexes;i++) /* 建立边表 */
    { 
        for(j=0;j<G.numVertexes;j++)
        {
            if (G.arc[i][j]==1)
            {
                e=(EdgeNode *)malloc(sizeof(EdgeNode));
                e->adjvex=j;                    /* 邻接序号为j */                         
                e->next=(*GL)->adjList[i].firstedge;    /* 将当前顶点上的指向的结点指针赋值给e */
                (*GL)->adjList[i].firstedge=e;        /* 将当前顶点的指针指向e */   
                (*GL)->adjList[j].in++;
                
            }
        }
    }
    
}

Boolean visited[MAXSIZE]; /* 访问标志的数组 */

/* 邻接表的深度优先递归算法 */
void DFS(GraphAdjList GL, int i)
{
    EdgeNode *p;
    visited[i] = TRUE;
    printf("%c ",GL->adjList[i].data);/* 打印顶点,也可以其它操作 */
    p = GL->adjList[i].firstedge;
    while(p)
    {
         if(!visited[p->adjvex])
             DFS(GL, p->adjvex);/* 对为访问的邻接顶点递归调用 */
        p = p->next;
     }
}

/* 邻接表的深度遍历操作 */
void DFSTraverse(GraphAdjList GL)
{
    int i;
     for(i = 0; i < GL->numVertexes; i++)
         visited[i] = FALSE; /* 初始所有顶点状态都是未访问过状态 */
    for(i = 0; i < GL->numVertexes; i++)
         if(!visited[i]) /* 对未访问过的顶点调用DFS,若是连通图,只会执行一次 */ 
            DFS(GL, i);
}

/* 邻接表的广度遍历算法 */
void BFSTraverse(GraphAdjList GL)
{
    int i;
    EdgeNode *p;
    Queue Q;
    for(i = 0; i < GL->numVertexes; i++)
           visited[i] = FALSE;
    InitQueue(&Q);
       for(i = 0; i < GL->numVertexes; i++)
       {
        if (!visited[i])
        {
            visited[i]=TRUE;
            printf("%c ",GL->adjList[i].data);/* 打印顶点,也可以其它操作 */
            EnQueue(&Q,i);
            while(!QueueEmpty(Q))
            {
                DeQueue(&Q,&i);
                p = GL->adjList[i].firstedge;   /* 找到当前顶点的边表链表头指针 */
                while(p)
                {
                    if(!visited[p->adjvex]) /* 若此顶点未被访问 */
                     {
                         visited[p->adjvex]=TRUE;
                        printf("%c ",GL->adjList[p->adjvex].data);
                        EnQueue(&Q,p->adjvex);  /* 将此顶点入队列 */
                    }
                    p = p->next;    /* 指针指向下一个邻接点 */
                }
            }
        }
    }
}

/************************************************************************/
/*                                                                      */
/************************************************************************/

int main(int argc, char* argv[])
{
    MGraph G;  
    GraphAdjList GL;    
    CreateMGraph(&G);
    CreateALGraph(G,&GL);

    printf("\n深度遍历:");
    DFSTraverse(GL);
    printf("\n广度遍历:");
    BFSTraverse(GL);
    printf("\n");
    
    return 0;
}